Инкомтел

Документация по проекту «Разработка программного обеспечения для организации эффективного выполнения параллельных вычислений на кластерах»

Версия 1.0

i-vamala

12/10/2007

Документация по проекту «Разработка программного обеспечения для организации эффективного выполнения параллельных вычислений на кластерах» Указатель

Документация по проекту «Разработка программного обеспечения для организации эффективного выполнения параллельных вычислений на кластерах» 2

Указатель 2

1.Описание проекта 3

2.Общая архитектура программного комплекса 3

1.1Задачи интегрированной среды разработки граф-схемных параллельных программ 5

1.2Задачи системы выполнения граф-схемных параллельных программ на кластерах 5

2.Реализация программного комплекса на платформе .NET 8

2.1Реализация и системные требования интегрированной среды разработки граф-схемных параллельных программ. 8

2.2Реализация и системные требования системы выполнения граф-схемных параллельных программ на кластерах. 10

3.Инструкция по инсталляции 15

4.Инструкция пользователя 15

Пример. Задача вычисления числа Pi 28

Граф-схема решения: 28

1. Описание проекта

В ходе выполнения проекта («Разработка программного обеспечения для организации эффективного выполнения параллельных вычислений на кластерах») был реализован программный комплекс (ПК) для визуального проектирования и выполнения граф-схемных параллельных программ на кластерах.

2. Общая архитектура программного комплекса

В основе ПК лежит язык граф-схемного параллельного программирования. Основными этапами жизненного цикла параллельной программы являются ее разработка и выполнение на вычислительной системе. Одной из важных особенностей граф-схемной концепции является возможность разделить эти два этапа. То есть программист на этапе разработки может не задумываться над тем, каким образом и на каких ВС будет выполняться его программа и сосредоточиться на разработке граф-схемы. Результатом этого этапа будет исходный код программы. Обеспечение данного этапа нужными инструментами – задача системы поддержки разработки граф-схемных параллельных программ. О требованиях, предъявляемых к такой системе, и ее составе будет подробнее рассказано в 2.1. Выполнение запуска и исполнение параллельных программ требует специальных средств для управления, о которых подробнее рассказано в2.2.

Интеграция предполагает, что при реализации обеспечено совместное функционирование всех элементов, предполагающих взаимодействие с пользователем, в однородном окружении – оболочке MicrosoftVisualStudio2008.

Общая архитектура среды представлена на рис. 1, а подробное описание всех элементов изображенных на рисунке представлено в продолжении.

1. Задачи интегрированной среды разработки граф-схемных параллельных программ

Назначение интегрированной среды разработки – организовать работу программиста на этапе разработки параллельной программы.

Среда разработки предоставляет обособленное рабочее пространство для хранения всей информации относительно разрабатываемой программы в рамках системы проектов. Проект содержит всю информацию о разрабатываемой программе и ее элементах и служит для согласованного управления ими.

Граф-схемная параллельная программа (ГСПП) является совокупностью классов специального вида, и может быть представлена на объектно-ориентированном языке семейства .NETв одном или нескольких текстовых файлах. Однако среда разработки предоставляет программисту инструменты для проектирования ГСПП не только в текстовом режиме, но и путем создания экранной диаграммы – графического представленияграф-схем (ГС)из отдельно создаваемых элементов –модулейи других граф-схем. Система оснащена визуальным редактором граф-схем и редактором модулей и граф-схем, необходимым для задания интерпретации (структуры и подпрограмм модулей). Разрабатывая графическое представление ГС, программист должен быть, избавлен от необходимости вручную добавлять соответствующие участки кода в текстовое представление ГСПП. Таким образом, в функции среды разработки входит организация взаимно-однозначного отображения графических элементов, используемых при проектировании, в исходный код и обратно. Двустороннее отображение обязано поддерживаться по той причине, что зачастую программист вносит изменения в программу на обоих уровнях – на графическом и изменяя текст программы вручную.

Практически все современные среды, позволяющие редактировать программный код, оснащены такими полезными функциями, как подсветка синтаксиса, использование шаблонов, возможность интеллектуальной модификации (рефакторинга) исходного кода. Такие элементы значительно повышают эффективность разработки кода, поэтому и они включены и в функции среды разработки ГСПП.

Кроме инструментов, используемых при разработке программ, среда разработки содержит блоки, обеспечивающие графический интерфейс пользователя для управления системой выполнения параллельных программ.

Для детальной проработки интерфейса и определения полного списка команд была промоделирована деятельность пользователя при работе с системой и нашла отражение в реализации системы. Подробнее о порядке работы с системой можно узнать в 4.